特許 6561352 シート材料の製造方法及び混合原料の混合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6561352

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】シート材料の製造方法及び混合原料の混合方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 48/16 20190101AFI20190808BHJP

   B29C 48/15 20190101ALI20190808BHJP

   B29B 7/42 20060101ALI20190808BHJP

   B29B 7/48 20060101ALI20190808BHJP

   B29B 7/72 20060101ALI20190808BHJP

   B32B 27/00 20060101ALI20190808BHJP

   B29L 7/00 20060101ALN20190808BHJP

   B29L 9/00 20060101ALN20190808BHJP

【ＦＩ】

   B29C48/16ZAB

   B29C48/15

   B29B7/42

   B29B7/48

   B29B7/72

   B32B27/00 Z

   B29L7:00

   B29L9:00

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2018-539491(P2018-539491)

(86)(22)【出願日】2016年9月16日

(86)【国際出願番号】JP2016077576

(87)【国際公開番号】WO2018051516

(87)【国際公開日】20180322

【審査請求日】2018年10月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000124454

【氏名又は名称】河西工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100144048

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 智弘

(72)【発明者】

【氏名】清水 祥之

(72)【発明者】

【氏名】仁保 博

【審査官】 國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開平６−３０４９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１０７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４８３６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４８／００−４８／９６

Ｂ３２Ｂ １／００−４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１シートに、第２シートを貼合わせるシート材料の製造方法であって、
前記シート材料をリサイクル原料として含有する第１原料をシート状に押出して前記第１シートを形成する第１工程と、
押出された前記第１シートに、第２原料からなる前記第２シートを貼合わせる第２工程と、を含み、
前記第１工程では、前記リサイクル原料は、前記第１原料に対するリサイクル率ｒ重量％で、前記第１原料に混合され、
前記第１工程及び前記第２工程を無限回繰り返したときの前記シート材料に対する、前記第２原料の含有率をＡ重量％とするとき、
前記第２工程では、前記シート材料に対する割合が、［Ａ・（１００−ｒ）］×１０^−４重量％に設定された前記第２シートを、前記第１シートに貼合わせる
ことを特徴とするシート材料の製造方法。

【請求項2】

第１原料と、第２原料を含有する第３原料とを混合する混合原料の製造方法であって、
前記混合原料は、リサイクル原料として、前記第１原料に対するリサイクル率ｒ重量％で、前記第１原料に混合されるものであり、
前記第３原料は、第２原料の含有率をＸ重量％とし、
前記第１原料と前記第３原料との混合を無限回繰り返したときの前記混合原料に対する、前記第２原料の含有率をＡ重量％とするとき、
前記混合原料に対する割合が、［Ａ・Ｘ・（１００−ｒ）］×１０^−６重量％に設定された前記第３原料を、前記第１原料に混合する
ことを特徴とする混合原料の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シート材料の製造方法及び混合原料の混合方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ドアトリム、トランクトリム、リアパーセルシェルフなどの車両用内装部品は、ポリプロピレン樹脂などのシート基材に、ポリエステル繊維などの不織布を、表皮材として貼合わせた複合成形素材であるシート材料を用い、プレス成形により製造されている（特許文献１及び２参照）。

【0003】

このプレス成形工程及びその前後工程では、シート材料は、所定の形状に端部が切断されたり、穴が打抜かれたりするため、端材が生じている。端材の割合は、多いものでは、５０％程度になるものもあった。

【0004】

そのため、端材をリサイクル（再利用）することが試みられたが、シート材料は、基材と表皮材とが異なる樹脂材料であるため、基材のみをリサイクルするには、分離・分別する必要があり、時間やコストが増加していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１−０１０７１７号公報

【特許文献2】特開２００２−２９２６６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一方、シート材料を基材と表皮材とに分別せずに、リサイクルすることも考えられたが、この場合は、リサイクルした端材を含むシート材料から排出される端材を再度リサイクルするため、リサイクルするごとに、シート材料（又は基材）中の原料の比率が変化してしまい、所望の物性が得られなくなることがあった。

【0007】

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複合成形素材をリサイクルしても、物性の変化が起き難いシート材料の製造方法を提供することを目的としている。
また、本発明は、混合原料をリサイクルしても、物性の変化が起き難い混合原料の製造方法を提供することを他の目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、（１）本発明に係る１つの態様は、第１シートに、第２シートを貼合わせるシート材料の製造方法であって、前記シート材料をリサイクル原料として含有する第１原料をシート状に押出して前記第１シートを形成する第１工程と、押出された前記第１シートに、第２原料からなる前記第２シートを貼合わせる第２工程と、を含み、前記第１工程では、前記リサイクル原料は、前記第１原料に対するリサイクル率ｒ重量％で、前記第１原料に混合され、前記第１工程及び前記第２工程を無限回繰り返したときの前記シート材料に対する、前記第２原料の含有率をＡ重量％とするとき、前記第２工程では、前記シート材料に対する割合が、［Ａ・（１００−ｒ）］×１０^−４重量％に設定された前記第２シートを、前記第１シートに貼合わせるものである。
（２）本発明に係る一つの態様は、第１原料と、第３原料とを混合する混合原料の製造方法であって、前記混合原料は、リサイクル原料として、前記第１原料に対するリサイクル率ｒ重量％で、前記第１原料に混合されるものであり、前記第３原料は、第２原料の含有率をＸ重量％とし、前記第１原料と前記第３原料との混合を無限回繰り返したときの前記混合原料に対する、前記第２原料の含有率をＡ重量％とするとき、前記混合原料に対する割合が、［Ａ・Ｘ・（１００−ｒ）］×１０^−６重量％に設定された前記第３原料を、前記第１原料に混合するものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、複合成形素材をリサイクルしても、物性の変化が起き難いシート材料の製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、混合原料をリサイクルしても、物性の変化が起き難い混合原料の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】内装部品の製造工程を説明する概略図である。

【図2】シート材料の構造を示す断面図である。

【図3】本発明の実施形態１に係るシート材料の製造方法を説明する概略図である。

【図4】シート材料の物性を評価した結果を示す図である。

【図5】本発明の実施形態２に係る混合原料の製造方法を説明する概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態１」という）を、添付図面に基づいて詳細に説明する。

【0012】

（内装部品）
図１は、内装部品の製造工程を説明する概略図である。

【0013】

通常、車両は、ドアトリム、トランクトリム、リアパーセルシェルフなどの内装部品１が室内側に取付けられている。この内装部品１は、第１シート１０に、第２シート２０を貼合わせたシート材料３０を用い、プレス成形機２４０の上型及び下型からなる成形型に応じて、凹凸や穴・開口などを有する各種形状に製造される。

【0014】

プレス成形機２４０でのプレス成形工程中、前処理工程及び後処理工程で、シート材料３０の原反から、内装部品１にならない部分が、端材２として排出される。この端材２をリサイクル（再利用）することで、新たなシート材料３０が製造される。

【0015】

（シート材料）
図２は、シート材料の構造を示す断面図である。

【0016】

シート材料３０は、第１シート１０をシート基材として、第２シート２０を表皮材として貼合わされた複合成形素材である。第１シート１０の厚みは、０．５ｍｍから６ｍｍ程度であり、第２シート２０の厚みは、０．５ｍｍから２ｍｍ程度であるから、シート材料３０の厚みは、１ｍｍから８ｍｍ程度である。第１シート１０及び第２シート２０の貼合重量比などは、後で説明する。

【0017】

第１シート１０は、第１原料１１をシート状に押出して形成されている。この第１シート１０を形成する第１原料１１は、初期状態では、第１成分１２からなり、必要に応じて添加剤１３などを含有している。端材２をリサイクルする場合は、この第１原料１１に、端材２がリサイクル原料３１として加えられる。

【0018】

ここで、第１成分１２は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂などである。また、添加剤１３は、成形・離型性を良好にするタルクなどである。

【0019】

第２シート２０は、第２原料２１からなる繊維の不織布シートとして形成されている。この第２シート２０を形成する第２原料２１は、例えば、ポリエステル（ＰＥＴ）樹脂などである。

【0020】

（シート材料の製造装置及び製造方法）
図３は、本発明の実施形態に係るシート材料の製造方法を説明する概略図である。

【0021】

シート材料３０の製造装置２００は、押出成形機２１０と、貼合加工機２２０と、切断機２３０とで構成されている。

【0022】

第１シート１０を形成する第１工程Ｓ１に用いられる押出成形機２１０は、押出機２１１と、押出機２１１の出口側先端に設けられたＴダイ２１２と、を備える。

【0023】

押出機２１１は、押出材料、すなわち第１原料１１が供給される供給ホッパ２１３を上方に有し、第１原料１１を押出す図示されないスクリューを内部に有している。また、押出機２１１は、第１原料１１を加熱・溶融する図示されないヒータも有している。

【0024】

供給される第１原料１１は、あらかじめチップ又はペレットなどの状態に微細化されており、混合されている。第１原料１１が、シート材料３０の端材２をリサイクル原料３１として含有する場合も、同様に微細化され、混合される。

【0025】

Ｔダイ２１２は、押出機２１１で押出されてくる第１原料１１を幅方向に広げシート状に成形して、スリットから押出すものである。このようにして、押出成形機２１０は、第１原料１１をシート状に押出して第１シート１０を形成している。

【0026】

つぎに、第１シート１０と第２シート２０とを貼合わせる第２工程Ｓ２に用いられる貼合加工機２２０は、一対のラミネートロール２２１を備える。

【0027】

貼合加工機２２０は、この一対のラミネートロール２２１間に、第１シート１０と第２シート２０とを挟込んで、貼合わせる。ただし、ラミネートロール２２１は、上下一対に限られず、上中下の３本を備えてもよく、この場合、中下のラミネートロール２２１間に、第１シート１０を挟込み、上中のラミネートロール２２１間に、右方から第２シート２０を送込み、第１シート１０及び第２シート２０を挟込むとよい。

【0028】

このようにして、貼合加工機２２０は、第１シート１０と第２シート２０とを貼合わせ、シート材料３０を形成している。このとき、第１シート１０と第２シート２０とは、あらかじめ設定された一定の貼合重量比で常に貼合わせられる。

【0029】

切断機２３０は、上下に切断刃を有し、シート材料３０を所定の長さで切断する。これにより、シート材料３０は、所定の長さの原反となる。

【0030】

（第１シート及び第２シートの貼合重量比）
第１工程Ｓ１では、リサイクル原料３１は、第１原料１１に対するリサイクル率ｒ重量％（以下、重量を省略し、単に「％」という。）で、第１原料１１に含有される。リサイクル率ｒは、内装部品１の種類などにより異なるが、２０％から６０％程度である。

【0031】

ここで、シート材料３０を成形し内装部品１として出荷するときのシート材料３０に対する、第２原料２１の含有率をＡ％とするとき、つまり、第１工程Ｓ１及び第２工程Ｓ２を無限回繰り返したときのシート材料３０に対する、第２原料２１の含有率をＡ％とするとき、第２工程Ｓ２では、シート材料３０に対する割合が、［Ａ・（１００−ｒ）］×１０^−４％に設定された第２シート２０を、第１シート１０に貼合わせる。

【0032】

一般的なシート材料３０の製造方法では、最初に、第１シート１０及び第２シート２０の貼合重量比を設定するが、シート材料３０の端材２をそのままリサイクルして使用すると、第２原料２１の含有率Ａが徐々に上昇するため、所定の含有率よりも高くなり、設計した物性からズレたシート材料３０が製造される。

【0033】

例えば、シート材料３０を、第１シート１０：第２シート２０＝９０：１０の比で貼合わせ、リサイクル率ｒを５０％とすると、理論上無限回後には、第２原料２１の割合が、２０％まで上昇し、最初の状態から倍増する。

【0034】

シート材料３０の物性が不良な方向にズレる場合は、内装部品１を出荷することができない。逆に、シート材料３０の物性が良好な方向にズレる場合は、内装部品１を出荷することができるが、その分だけ第２原料２１が余分に使用されていることになり、材料費が無駄になる。

【0035】

そこで、本発明の実施形態に係るシート材料３０の製造方法では、上述したように、最終の状態から逆算して、第１シート１０及び第２シート２０の最初の貼合重量比を設定している。

【0036】

このように第１シート１０及び第２シート２０の貼合重量比を設定することで、第２原料２１の含有率が徐々に上昇するため、所定の含有率に近づき、設計した物性のシート材料３０を製造することができる。

【0037】

例えば、出荷する内装部品１中の第２原料２１の含有率Ａを、１５％に設定し、リサイクル率ｒを５０％とすると、理論上最初のシート材料３０の貼合重量比は、第１シート１０：第２シート２０＝９２．５：７．５で貼合わせればよい。

【0038】

そして、１回目のリサイクル後の、シート材料３０に対する第２原料２１の含有率Ａ１は、
Ａ１＝７．５＋（７．５／１００）×（９２．５）×（５０／１００）＝１０．９７％となる。

【0039】

２回目のリサイクル後の、シート材料３０に対する第２原料２１の含有率Ａ２は、
Ａ２＝７．５＋（７．５／１００）×（９２．５）×（５０／１００）^１＋（７．５／１００）×（９２．５）×（５０／１００）^２＝１２．７０％となる。

【0040】

ｎ回目のリサイクル後の、シート材料３０に対する第２原料２１の含有率Ａｎは、
Ａｎ＝７．５＋（７．５／１００）×（５０／１００）^１×（９２．５）＋（７．５／１００）×（５０／１００）^２×（９２．５）＋・・・
＋（７．５／１００）×（５０／１００）^ｎ×（９２．５）％となる。

【0041】

ここで、ｎを無限大∞とすると、シート材料３０に対する第２原料２１の含有率Ａ∞は
Ａ∞＝７．５／［１−（５０／１００）］＝１５．００％となる。

【0042】

なお、Ａ３＝１３．５７％、Ａ４＝１４．００％、Ａ５＝１４．２２％、Ａ６＝１４．３３％、Ａ７＝１４．３８％、Ａ８＝１４．４１％であり、６回目のリサイクル後のＡ６は、Ａ∞の値に対して約９６％に相当する。その後、シート材料３０に対する第２原料２１の含有率Ａｎは漸近的に１５．００％に近づいていくため、最終的には約４％変動することになる。

【0043】

（シート材料の物性）
図４は、シート材料の物性を評価した結果を示す図である。

【0044】

シート材料３０の物性を評価するために、長尺（押出、ＭＤ）方向と幅（ＴＤ）方向とに関して曲げ試験を行い、曲げ弾性率を求めた。

【0045】

この試験結果から、シート材料３０の曲げ弾性率は、リサイクル回数が、６回目又は７回目あたりで落ち着き、急激に変化するようなことはなかった。上述したように、リサイクル回数が、６回目又は７回目では、シート材料３０に対する第２原料２１の含有率Ａ６，Ａ７が、Ａ∞の値に対して約９６％になっており、第２原料２１の含有率の変動が小さくなるためといえる。理論上、シート材料３０に対する第２原料２１の含有率Ａが、Ａ∞の値に対して約９６％になるのは４回目のリサイクル時であるが、５回目のリサイクル時に、何らかの理由によりＴＤ方向の曲げ弾性率が減少したため、安全を見て６回目又は７回目以降のシート材料３０で成形した内装部品１を出荷すればよい。

【0046】

以上のとおり、実施形態１に係るシート材料３０の製造方法は、第１シート１０に、第２シート２０を貼合わせるシート材料３０の製造方法であって、シート材料３０をリサイクル原料３１として含有する第１原料１１をシート状に押出して第１シート１０を形成する第１工程Ｓ１と、押出された第１シート１０に、第２原料２１からなる第２シート２０を貼合わせる第２工程Ｓ２と、を含み、第１工程Ｓ１では、リサイクル原料３１は、第１原料１１に対するリサイクル率ｒ重量％で、第１原料１１に混合され、第１工程Ｓ１及び第２工程Ｓ２を無限回繰り返したときのシート材料３０に対する、第２原料２１の含有率をＡ重量％とするとき、第２工程Ｓ２では、シート材料３０に対する割合が、［Ａ・（１００−ｒ）］×１０^−４重量％に設定された第２シート２０を、第１シート１０に貼合わせるものである。

【0047】

これにより、第１シート１０と第２シート２０とを貼合わせたシート材料３０の端材２をリサイクルしたリサイクル原料３１を用いて、第１シート１０を形成しても、シート材料３０に対する第２原料２１の含有率Ａが、所定の値になるため、設計した物性どおりのシート材料３０を製造することができる。

【0048】

また、シート材料３０の端材２をリサイクルするため、内装部品１の製造にともなう廃棄物を無くすことができる。さらに、シート材料３０の端材２をリサイクルする際に、第１シート１０と第２シート２０とを分離・分別する必要がなく、そのための工程・装置及び人員を削減することができる。

【0049】

づづいて、実施形態２について説明する。
図５は、本発明の実施形態２に係る混合原料の製造方法を説明する概略図である。

【0050】

実施形態１では、リサイクル技術を、シート材料の製造方法に適用したが、実施形態２では、リサイクル技術を、混合原料の製造方法に適用するものとして説明する。

【0051】

混合原料１４０は、第１原料１１１と、第２原料１２１を含有する第３原料１３１とを撹拌機３００で混合して製造される。

【0052】

第１原料１１１、第２原料１２１、第３原料１３１は、液体でも粉体でもよく、あるいは、溶融することで流動性を呈する固体、例えば、実施形態１に記載したような樹脂材料であってもよく、また、その種類も、液体同士の混合、液体と粉体との混合などにより、均一に拡散できるものであれば、薬液、塗液、食品、複合樹脂など特に限定されない。

【0053】

ただし、第３原料１３１は、第３成分１３２を含み、第３成分１３２とは異なる第２原料１２１の含有率をＸ重量％（以下、重量を省略し、単に「％」という。）とするものである。

【0054】

混合原料１４０は、混合後に消費されるが、残余の混合原料１４０は、リサイクル原料１４１として、第１原料１１１に対するリサイクル率ｒ％で、第１原料１１１に再度混合される。リサイクル率ｒは、５％から６０％程度であるが、特に限定されない。なお、第１原料の残余は、第１成分１１２である。

【0055】

このとき、混合原料１４０を使用するときの混合原料１４０に対する、第２原料１２１の含有率をＡ％とするとき、つまり、リサイクル混合を無限回繰り返したときの、第２原料１２１の含有率をＡ％とするとき、混合原料１４０に対する割合が、［Ａ・Ｘ・（１００−ｒ）］×１０^−６％に設定された第３原料１３１を、第１原料１１１に混合する。

【0056】

例えば、消費される混合原料１４０中の第２原料１２１の含有率Ａを、２０％に設定し、リサイクル率ｒを１０％、第３原料１３１中の第２原料１２１を８０％とすると、理論上最初の混合原料１４０は、第１原料１１１：第３原料１３１＝８５．６：１４．４で貼合わせればよい。

【0057】

以上のとおり、実施形態２に係る混合原料１４０の製造方法は、第１原料１１１と、第２原料１２１を含有する第３原料１３１を混合する混合原料１４０の製造方法であって、混合原料１４０は、リサイクル原料１４１として、第１原料１１１に対するリサイクル率ｒ重量％で、第１原料１１１に混合されるものであり、第３原料１３１は、第２原料１２１の含有率をＸ重量％とし、第１原料１１１と第３原料１３１との混合を無限回繰り返したときの混合原料１４０に対する、第２原料１２１の含有率をＡ重量％とするとき、混合原料１４０に対する割合が、［Ａ・Ｘ・（１００−ｒ）］×１０^−６重量％に設定された第３原料１３１を、第１原料１１１に混合するものである。

【0058】

これにより、第１原料１１１と、第２原料１２１を含有する第３原料１３１とを混合する混合原料１４０を消費して、残余の混合原料１４０をリサイクルしたリサイクル原料１４１を用いて、新たに混合原料１４０を混合しても、混合原料１４０に対する第２原料１２１の含有率が、所定の値になるため、設計した物性どおりの混合原料１４０を製造することができる。

【0059】

（変形例）
上記実施形態１では、シート材料３０を用いて、内装部品１を製造したが、他の部品を製造してもよい。また、第１シート１０は、発泡シート材であってもよく、第２シート２０は、不織布でなく織布であってもよいし、シート材又はフィルム材であってもよい。

【0060】

上記実施形態２の混合方法は、実施形態１での押出材料の混合に適用し、シート材料３０の製造方法としてもよい。この場合、シート材料３０は、第１シート１０と、複数の成分からなる第２シート２０とを貼合わせたものとなる。

【0061】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

【符号の説明】

【0062】

１ 内装部品
２ 端材
１０ 第１シート、１１ 第１原料、１２ 第１成分、１３ 添加剤（タルク）
２０ 第２シート、２１ 第２原料
３０ シート材料、３１ リサイクル原料
１１１ 第１原料、１１２ 第１成分
１２１ 第２原料
１３１ 第３原料、１３２ 第３成分
１４０ 混合原料、１４１ リサイクル原料
２００ 製造装置
２１０ 押出成形機、２１１ 押出機、２１２ Ｔダイ、２１３ 供給ホッパ
２２０ 貼合加工機、２２１ ラミネートロール
２３０ 切断機
２４０ プレス成形機
３００ 撹拌機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】